JPH03187415A - 構造物の基礎構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、砂層中に少なくとも一部が埋設された構造
物の基礎構造に係り、特に、静水圧による浮き上がりは
起こらないが、砂層の液状化による浮き上がりの恐れの
ある構造物に用いられて好適な構造物の基礎構造に関す
るものである。

「従来の技術」 近年、埋立地盤の開発や、ウォーターフロント（水際）
領域の開発が活発になるに連れて、地震時等における砂
地盤の液状化が問題となり、これに伴う構造物の浮き上
がりを防止する方法が種々実現されている。−例として
、砂地盤中にグラベルドレーンと呼ばれる砂利等からな
る柱体を施工し、地震時等における砂地盤中の間隙水を
グラベルドレーンを通じて地表面の排水層に排水するこ
とで液状化を防止するグラベルドレーン工法や、砂地盤
中に井戸を掘ってこの井戸から地下水を汲み上げること
で地下水位を低下させ、これにより地表面付近の液状化
を防止する地下水低下工法等がある。

「発明が解決しようとする課題」 しかし、前記従来の砂地盤の液状化防止手段は、次にあ
げるような問題点を抱えており、改良の余地があった。

すなわち、グラベルドレーン工法においては、ドレーン
の配置やその間隔等により排水性能も大きく異なり、確
実な排水効果が得にくい状況にある。また、地下水低下
工法においては、地下水を常時汲み上げる必要があるた
め、設備費等が嵩む、等の問題点がある。

この発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、構造
物周辺の地盤への施工作業が不要で、しかも安価に液状
化防止対策を施すことのできる構造物の基礎構造の提供
を目的としている。

「課題を解決するための手段」 そこでこの発明は、砂層中に少なくとも一部が埋設され
た構造物の底部に中空室を形成し、かつ、この構造物の
底面に前記砂層中に開口して前記中空室に連通ずる開閉
弁を設けると共に、この開閉弁に前記砂層に液状化のお
それがあるときに開閉弁を開状態とする制御手段を付設
したような構造物の基礎構造を構成して、前記課題を解
決せんとしている。

「作用」 この発明に係る構造物が構築された砂層に地震力が作用
すると、この砂層に液状化のおそれがあるときに制御手
段は開閉弁を開状態とすべく制御する。これにより、砂
層内の地下水は開閉弁を通じて中空室内へと導かれ、構
造物直下における間隙水圧が逸散されて砂層が液状化す
ることが抑制される。

「実施例」 以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、この発明の一実施例である構造物の基礎構造
を示す図である。第１図において、符号１で表されるの
は、本実施例が適用される構造物であり、この構造物１
は、不透水層Ｃ上に延在する砂層Ｓの地表面部分にその
下部が埋設されている。また、この砂層Ｓには、前記構
造物１を囲繞するように止水壁Ｗが設けられ、この止水
壁Ｗの下端は前記不透水層Ｃにまで至らされ、これによ
り、地震時等において止水壁Ｗ外方にある砂層Ｓから構
造物１直下の砂層Ｓへの地下水の供給が防止される構造
となっている。

この砂層Ｓは、例えばその地下水位ＷＬが第１図に示す
如く地表面近くにまで至り、静水圧による構造物１の浮
き上がりは起こらないが、液状化による浮き上がりの生
じる恐れのある地盤（液状化時の見掛けの比重＝約１．
９）である。

砂層Ｓ内に埋設された構造物ｌの底版２は、上下方向に
所定間隔をおいて形成された１対のスラブ３．３により
二重に構成され、これらスラブ３．３間は中空室４とさ
れている。なお、この中空室４は、仕切部材５等により
複数の室に区分されてもよい。

また、下方に位置するスラブ３には、前記砂層Ｓに開口
して中空室４に連通ずる開閉弁６が設けられている。こ
の開閉弁６は、砂層Ｓに設置されたセンサ７からの信号
に基づいて構造物１内の制御手段（例えばコンピュータ
　）８により開閉動作が制御される。

具体的には、制御手段８はセンサ７からの信号に基づい
て、砂層Ｓに液状化が発生するか否かを判断し、液状化
のおそれ有と判断したときに開閉弁６を開状態にすべく
制御する。センサ７は、砂層Ｓの液状化を検知しうるち
のであれば周知の手段から任意に選択可能であるが、こ
の実施例では地下水の水圧を検出するセンサを用いてい
る。

制御手段８は潮汐による地下水の水圧変動を常時監視し
ており、圧力勾配、すなわち水圧の時間増分を算出し、
これが一定レベル以上に達した段階で砂層Ｓに液状化の
おそれ有と判断して、開閉弁６を開状態にすべく制御す
る。すなわち、地震時における地下水の水圧は、通常時
における静水圧に粒子間の間隙水圧を加えたものとなり
、その増加率が通常時のそれに比して大となるため、こ
れを用いて砂層Ｓの液状化の検出を行うのである。

なお、圧力勾配を測定するに際しては、５〜１０秒間に
おける地下水の圧力増分を測定すれば十分精度のよい測
定が可能であると考えられる。

一方、砂層Ｓの液状化のおそれがある時以外は、制御手
段８は開閉弁６を閉状態とすべく制御をする。

また、構造物１には、前記中空室４に一端が開口する排
水管９が設けられ、この排水管９の他端は地面より上に
至らされていると共に、排水管９の途中には排水ポンプ
１０が設けられている。

なお、符号１１は、底版２下方に略水平に敷き均された
敷石上を兼用する礫層（集水層）Ｇである。

従って、このような構成の構造物１が構築された砂層Ｓ
に地震力が作用すると、砂層Ｓにおける粒子間の間隙水
圧が上昇し、これをセンサ７が検知して制御手段８は開
閉弁６を開状態とすべく制御する。その後、更に間隙水
圧が上昇すると、地下水は前記礫層Ｇにより集水されて
、開閉弁６を通じて中空室４内へと導かれ、構造物１直
下における間隙水圧が逸散されて液状化の発生が抑制さ
れる。そして、地震終了後、制御手段８により開閉弁６
が閉状態とされ、これにより、中空室４内に貯留された
地下水は、排水ポンプ１０を作動させることで排水管９
を介して地上に排出すればよい。

よって、この実施例によれば、従来のグラベルドレーン
工法の如く構造物１周辺の地盤に何等施工工事を行うこ
となく、この構造物１周辺の砂層〜Ｓに波状化が発生す
ることを抑止することができ、簡易かつ安価に液状化防
止対策を施すことができる。また、排水ポンプ１０は、
中空室４に地下水が貯留した時のみこれを作動させれば
よく、従来の地下水低下工法の如く常時ポンプを作動さ
せる必要はないため、この面からも安価な液状化防止対
策を実現することができる。しかも、開閉弁６は通常は
閉状態となっており、静水圧による中空室４内への地下
水の侵入が遮断されて中空室４内はドライアップされた
状態にあるので、腐食等により構造物へ悪影響を及ぼす
ことはない。

なお、この発明の構造物の基礎構造は、その細部が前記
実施例に限定されず、種々の変形例が可能である。−例
として、センサ７を地震計として所定レベル以上の地震
波を検知してから所定時間後に開閉弁６を開状態となす
ことで、中空室４内に地下水を導入することも可能であ
る。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、砂層中
に少なくとも一部が埋設された構造物の底部に中空室を
形成し、かつ、この構造物の底面に前記砂層中に開口し
て前記中空室に連通ずる開閉弁を設けると共に、この開
閉弁に前記砂層に液状化のおそれがあるときに開閉弁を
開状態とする制御手段を付設したような構造物の基礎構
造を構成したので、従来のグラベルドレーン工法の如く
構造物周辺の地盤に何等施工工事を行うことなく、この
構造物周辺の砂層に液状化が発生することを抑止するこ
とができ、簡易かつ安価に液状化防止対策を施すことが
できる。゛また、中空室に常時地下水が貯留する構成で
はないので、従来の地下水低下工法の如く常時ポンプを
作動させる必要はなく、この面からも安価な液状化防止
対策を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図はこの発明の一実施例である構造物
の基礎構造を示す図であって、第１図は全体構成を示す
断面図、第２図は中空室付近を拡大して示した断面図で
ある。 Ｓ・・・・・・砂層、１・・・・・・構造物、２・・・
・・・底版、３・・・・・・スラブ、４・・・・・・中
空室、６・・・・・・開閉弁、７・・・・・・センサ、
８・・・・・・制御手段、９・・・・・・排水管、１ｏ
・・・・・・排水ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 砂層中に少なくとも一部が埋設された構造物の底部に中
   空室が形成され、かつ、この構造物の底面には前記砂層
   中に開口して前記中空室に連通する開閉弁が設けられて
   いると共に、この開閉弁には前記砂層に液状化のおそれ
   があるときに開閉弁を開状態とする制御手段が付設され
   ている構造物の基礎構造。